đồ án tốt nghiệp xây dựng cầu đường thiết kế cầu qua sông hương thành phố huế

Những cây cầu mới xây ,những tuyến đ-ờng mới mở không những hoàn thiện thêm mạng l-ới giao thông quốc gia tạo nền tảng vững chắc cho giao l-u ,thông th-ơng giữa các vùng miền mà còn thu

Lời nói đầu

Trong xu thế phát triển chung của thế giới ,sự phát triển của nền kinh tế luôn đi kèm với sự phát triển cở sở hạ tầng GTVT nói cách khác GTVT luôn luôn phải đi tr-ớc một b-ớc Đối với một n-ớc có nền kinh tế đang trên đà phát triển mạnh nh- n-ớc ta ,việc phát triển cơ sơ hạ tầng GTVT hơn lúc nào hết có một ý nghĩa vô cùng to lớn Những cây cầu mới xây ,những tuyến đ-ờng mới mở không những hoàn thiện thêm mạng l-ới giao thông quốc gia tạo nền tảng vững chắc cho giao l-u ,thông th-ơng giữa các vùng miền mà còn thu hút vốn đầu t- n-ớc ngoài góp phần đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất n-ớc

Nhận thức đ-ợc điều đó, sau 4 năm rưỡi học tập và nghiên cứu về chuyên ngành

“Thiết kế cầu” tại bộ môn “Xây dựng cầu đường” của trường đại học dân lập Hải Phòng, em đã có đ-ợc những kiến thức cơ bản và những kinh nghiệm thực tế quý báu về chuyên ngành thiết kế cầu đ-ờng Kết quả học tập qua quá trình 4 năm học đã phần nào

đ-ợc phản ánh trong đồ án tốt nghiệp mà em xin trình bày ở d-ới đây

Để có đ-ợc kết quả này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo thuộc bộ môn xây dựng tr-ờng ĐHDL Hải Phòng, đã giúp đỡ em trong suốt 4 năm rưỡi học qua Em

xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn xây dựng đặc biệt là các thầy :

TH.S Trần Anh Tuấn đã trực tiếp h-ớng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, đồ án của em không tránh khỏi những

sai sót Rất mong đ-ợc sự thông cảm và giúp đỡ của các thầy cụ

PhÇn I ThiÕt kÕ c¬ së

****************

ch-ơng I: giới thiệu chung I.Nghiên cứu khả thi

I.1 Giới thiệu chung:

*Cầu A là cầu bắc qua sông H-ơng lối liền hai huyện C và D thuộc TP Huế nằm trên tỉnh lộ X Đây là tuyến đ-ờng huyết mạch giữa hai huyện C và D, nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế của TP Huế Hiện tại, các ph-ơng tiện giao thông v-ợt sông qua phà

A nằm trên tỉnh lộ X

Để đáp ứng nhu cầu vận tải, giải toả ách tắc giao thông đ-ờng thuỷ khu vực cầu và hoàn chỉnh mạng l-ới giao thông của tỉnh, cần tiến hành khảo sát và nghiên cứu xây dựng mới cầu A v-ợt qua sông B

Căn cứ văn bản số 260/UB - GTXD ngày 17 tháng 4 năm 2005 của UBND TP Huế

về việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu E về phía Tây sông B

Căn cứ văn bản số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng 8 năm 2001 của Cục đ-ờng sông Việt Nam

I.1.2 Phạm vi của dự án:

*Trên cơ sở quy hoạch phát triển đến năm 2020 của hai huyện C-D nói riêng và TP Huế nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện C-D

I.2 Đặc điểm kinh tế xã hội và mạng l-ới giao thông

I.2.1 Hiện trạng kinh tế xã hội TP Huế

I.2.1.1Về nông, lâm, ng- nghiệp

-Nông nghiệp tỉnh đã tăng với tốc độ 6% trong thời kỳ 1999-2000 Sản xuất nông nghiệp phụ thuộc chủ yếu vào trồng trọt, chiếm 70% giá trị sản l-ợng nông nghiệp, còn lại là chăn nuôi chiếm khoảng 30%

Tỉnh có diện tích đất lâm ngiệp rất lớn thuận lợi cho trông cây và chăn nuôi gia súc, gia cầm

Với đ-ờng bờ biển kéo dài, nghề nuôi trồng và đánh bắt thuỷ hải sản cũng là một thế mạnh đang đ-ợc tỉnh khai thác

I.2.1.2Về th-ơng mại, du lịch và công nghiệp

-Trong những năm qua, hoạt động th-ơng mại và du lịch bát đầu chuyển biến tích cực

TP Huế có tiềm năng du lịch rất lớn với nhiều di tích, danh lam thắng cảnh Nếu đ-ợc đầu t- khai thác đúng mức thì sẽ trở thành nguồn lợi rất lớn

Công nghiệp của tỉnh vẫn ch-a phát triển cao Thiết bị lạc hậu, trình độ quản lý kém không đủ sức cạnh tranh Những năm gần đây tỉnh đã đầu t- xây dựng một số nhà máy lớn về vật liệu xây dựng, mía, đ-ờng làm đầu tàu thúc đẩy các ngành công nghiệp khác phát triển

I.2.2 Định h-ớng phát triển các ngành kinh tế chủ yếu

I.2.2.1Về nông, lâm, ng- nghiệp

-Về nông nghiệp: Đảm bảo tốc độ tăng tr-ởng ổn định, đặc biệt là sản xuất l-ơng thực đủ để đáp ứng nhu cầu của xã hội, tạo điều kiện tăng kim ngạch xuất khẩu Tốc độ tăng tr-ởng nông nghiệp giai đoạn 2006-2010 là 8% và giai đoạn 2010-2020 là 10%

Về lâm nghiệp: Đẩy mạnh công tác trồng cây gây rừng nhằm khôi phục và bảo vệ môi tr-ờng sinh thái, cung cấp gỗ, củi

-Về ng- nghiệp: Đặt trọng tâm phát triển vào nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt là các loại đặc sản và khai thác biển xa

I.2.2.2Về th-ơng mại, du lịch và công nghiệp

Tập trung phát triển một số ngành công nghiệp chủ yếu:

-Công nghiệp chế biến l-ơng thực thực phẩm, mía đ-ờng

-Công nghiệp cơ khí: sửa chữa, chế tạo máy móc thiết bị phục vụ nông nghiệp, xây dựng, sửa chữa và đóng mới tàu thuyền

-Công nghiệp vật liệu xây dựng: sản xuất xi măng, các sản phẩm bê tông đúc sẵn, gạch bông, tấm lợp, khai thác cát sỏi

Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo gái trị kim ngạch của vùng là 1 triệu USD năm 2010 và 3 triệu USD năm 2020 Tốc độ tăng tr-ởng là 7% giai đoạn 2006-2010 và 8% giai đoạn 2011-2020

I.2.3 Đặc điểm mạng l-ới giao thông:

I.2.3.2Đ-ờng thuỷ:

-Mạng l-ới đ-ờng thuỷ của TP Huế khoảng 400 km (ph-ơng tiện 1 tấn trở lên có thể đi đ-ợc) Hệ thống đ-ờng sông th-ờng ngắn và dốc nên khả năng vận chuyển là khó khăn

I.2.3.3Đ-ờng sắt:

- Hiện tại TP Huế có hệ thống vấn tải đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua

I.2.3.4Đ-ờng không:

- Có sân bay V nh-ng chỉ là một sân bay nhỏ, thực hiện một số chuyến bay nội địa

I.2.4 Quy hoạch phát triển cơ sở hạ tầng:

-Tỉnh lộ X nối từ huyện C qua sông B đến huyện D Hiện tại tuyến đ-ờng này

là tuyến đ-ờng huyết mạch quan trộng của tỉnh Tuy nhiên tuyến lại đi qua trung tâm thị xã C là một điều không hợp lý Do vậy quy hoạch sẽ nắn đoạn qua thị xã C hiện nay theo vành đai thị xã

I.2.5 Các quy hoạch khác có liên quan

-Trong định h-ớng phát triển không gian đến năm 2020, việc mở rộng các khu đô thị mới về các h-ớng và ra các vùng ngoại vi

Dự báo nhu cầu giao thông vận tải do Viện chiến l-ợc GTVT lập, tỷ lệ tăng tr-ởng xe nh- sau:

Theo dự báo cao: Ô tô: 2005-2010: 10%

2010-2015: 9%

2015-2020: 7%

Xe máy: 3% cho các năm

Xe thô sơ: 2% cho các năm Theo dự báo thấp: Ô tô: 2005-2010: 8%

- Cầu A v-ợt qua sông B nằm trên tuyến X đi qua hai huyện C và D thuộc TP Huế

Dự án đ-ợc xây dựng trên cơ sở nhu cầu thực tế là cầu nối giao thông của tỉnh với các tỉnh lân cận và là nút giao thông trọng yếu trong việc phát triển kinh tế vùng

Địa hình TP Huế hình thành 2 vùng đặc thù: vùng đồng bằng ven biển và vùng núi phía Tây Địa hình khu vực tuyến tránh đi qua thuộc vùng đồng bằng, là khu vực đ-ờng bao Tuyến cắt đi qua khu dân c-

Lòng sông tại vị trí dự kiến xây dựng cầu t-ơng đối ổn định, không có hiện t-ợng xói

lở lòng sông

I.3.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn

I.3.2.1Khí t-ợng

Về khí hậu: Huế nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có những đặc

điểm cơ bản về khí hậu nh- sau:

- Nhiệt độ bình quân hàng năm: 290

- Nhiệt độ thấp nhất : 120

- Nhiệt độ cao nhất: 380

Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa m-a từ tháng 10 đến tháng 12

Về gió: Về mùa hề chịu ảnh h-ởng trực tiếp của gió Tây Nam hanh và khô Mùa

đông chịu ảnh h-ởng của gió mùa Đông Bắc kéo theo m-a và rét

I.3.3 Điều kiện địa chất

Theo số liệu thiết kế có 4 hố khoan với đặc điểm địa chất nh- sau:

Đặc điểm địa

chất Hố khoan 1 Hố khoan 2 Hố khoan 3 Hố khoan 4

Trị số SPT N60

ch-ơng II:thiết kế cầu và tuyến

II.Đề xuất các ph-ơng án cầu

II.1.Các thông số kỹ thuật cơ bản:

Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật:

Cầu vĩnh cửu bằng BTCT ƯST và BTCT th-ờng

Khổ thông thuyền ứng với sông cấp V là: B = 25m, H =3.5m

- Thời gian thi công mối nối lâu và cần phải đảm bảo độ phức tạp cao

- Vị trí cọc khó đảm bảo chính xác theo yêu cầu

- Quá trình thi công gây chấn động và ồn, ảnh h-ởng đến các công trình xung quanh

- Không gây tiếng ồn và chấn động mạnh làm ảnh h-ởng môi tr-ờng sinh hoạt chung quanh

- Cho phép có thể trực tiếp kiểm tra các lớp địa tầng bằng mẫu đất lấy lên từ hố đào

 Nh-ợc điểm:

- Sản phẩm trong suốt quá trình thi công đều nằm sâu d-ới lòng đất, các khuyết tật dễ xảy ra không thể kiểm tra trực tiếp bằng mắt th-ờng, do vậy khó kiểm tra chất l-ợng sản phẩm

- Th-ờng đỉnh cọc phải kết thúc trên mặt đất, khó kéo dài thân cọc lên phía trên, do

đó buộc phải làm bệ móng ngập sâu d-ới mặt đất hoặc đáy sông, phải làm vòng vây cọc ván tốn kém

- Quá trình thi công cọc phụ thuộc nhiều vào thời tiết, do đó phải có các ph-ơng án khắc phục

- Hiện tr-ờng thi công cọc dễ bị lầy lội, đặc biệt là sử dụng vữa sét

Căn cứ vào -u nh-ợc điểm của từng ph-ơng án, ta thấy móng cọc khoan nhồi có nhiều

đăc điểm phù hợp với công trình và khả năng của đơn vị thi công, vì vậy quyết định chọn cọc khoan nhồi cho tất cả các ph-ơng án với các yếu tố kỹ thuật chính nh- sau:

Đ-ờng kính cọc: D=1000mm

Chiều dài cọc tại mố là 20m

Chiều dài cọc tại các vị trí trụ là 30m

Bảng tổng hợp bố trí các ph-ơng án P.An

Thông

thuyền

(m)

Khổ cầu (m)

Kết cấu phần d-ới

Cấu tạo Trụ:

Trụ đặc thân thu hẹp, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D = 1m Thân trụ rộng 1.6m theo ph-ơng dọc cầu và 6.0 m theo ph-ơng ngang cầu và đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 0.8m TRụ giữa sông T6 và T7 có thân trụ rộng 1.6 m theo ph-ơng dọc cầu và rộng 6.0 m theo ph-ơng ngang cầu, cao 15,5 m

Bệ móng cao 2m, rộng 5.0m theo ph-ơng ngang cầu, 8.0m đến 11.2m theo ph-ơng dọc cầu và đặt d-ới lớp đất phủ (dự đoán là đ-ờng xói chung)

Dùng cọc khoan nhồi D100cm, cọc đặt vào lớp cuội sỏi dự kiến dài 30 m

Cấu tạo Mố:

Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép

Bệ móng mố dày 2m, rộng 5 m, dài 12 m đ-ợc đặt d-ới lớp đất phủ

Dùng cọc khoan nhồi D100cm, cọc đặt vào lớp cuội sỏi dự kiến dài 20 m

Mặt cầu và các công trình phụ khác

Độ dốc ngang cầu là 2% về hai phía

Bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 15 cm, bản liên tục nhiệt đổ tại chỗ

Lớp phủ mặt cầu gồm 5 lớp:

Lớp bê tông atfan : 5cm Lớp bảo vệ : 4cm Lớp phòng n-ớc : 1cm Đệm xi măng : 1cm Lớp tạo độ dốc ngang : 1.0 - 12 cm Khe co giãn bằng cao su

Gối cầu bằng cao su

Lan can cầu bằng bê tông

Lấy theo tiêu chuẩn VSL dùng cho dầm liên tục

Thép c-ờng độ cao dùng loại tao thép đ-ờng kính 15.2mm

Modul đàn hồi E = 195000 MPa

Cốt thép th-ờng dùng thép tròn AI và thép có gờ AIII.2

Chọn các kích th-ớc hình học

Chiều cao dầm giữa nhịp :1750mm

- Vật liệu dùng cho kết cấu

1

)lnhịp và h 1.8m Chọn h = 2m

- Phần đáy dầm có dạng đ-ờng cong parabol: y = x h

L

h

2)(

với L là chiều dài cánh hẫng cong

- Phần mặt cầu cong đều theo đ-ờng tròn bán kính R = 4000m

- Chiều dày bản mặt cầu ở đầu cánh vút: 60 cm

- Chiều dày bản mặt cầu tại vị trí giữa nhịp: 25 cm, có đoạn vát về s-ờn 150 cm

- Chiều dày s-ờn dầm: 45cm

- Chiều dày bản đáy hộp của nhịp chính tại trụ là 80 cm, tại giữa nhịp là 30cm và thay đổi trên chiều dài nhịp theo đ-ờng parabol

- Phần trên đỉnh trụ đ-ợc thiết kế đặc, bề rộng theo ph-ơng ngang là 5.2 m, có để lối thông kích th-ớc 1.2x1.5m và đ-ợc tạo vát 30x30cm phía trên

Mặt cắt ngang cầu tại vị trí trụ và giữa nhịp

- Cấu tạo mặt cầu:

- Mặt cầu đ-ợc thiết kế theo đ-ờng cong bán kính 4000m

- Độ dốc ngang cầu là 2% về hai phía

- Lớp phủ mặt cầu gồm 5 lớp: Lớp bê tông atfan: 5cm; Lớp bảo vệ : 4cm; Lớp phòng n-ớc : 1cm; Đệm xi măng : 1cm; Lớp tạo độ dốc ngang : 1.0 - 12 cm

Cấu tạo trụ:

- Thân trụ rộng 2.5 m theo ph-ơng dọc cầu và 7.7m theo ph-ơng ngang cầu và đ-ợc vuốt tròn theo đ-ờng tròn bán kính R = 1.25 m

- Bệ móng cao 2.5m, rộng 8.0m theo ph-ơng ngang cầu, 11 m theo ph-ơng dọc cầu

và đặt d-ới lớp đất phủ (dự đoán là đ-ờng xói chung)

- Dùng cọc khoan nhồi D100cm, chiều dài cọc là 30m

Cấu tạo mố:

- Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép

- Bệ móng mố dày 2m, rộng 5 m, dài 12 m đ-ợc đặt d-ới lớp đất phủ

Dùng cọc khoan nhồi D100cm, chiều dài cọc 20m

II.2.2.3 Ph-ơng án cầu dàn thép

Sơ đồ kết cấu: 6 x 63 m

Cấu tạo dàn chủ:

- Chọn sơ đồ dàn chủ là loại dàn thuộc hệ tĩnh định, có 2 biên song song, có đ-ờng

xe chạy d-ới Từ yêu cầu thiết kế phần xe chạy 8m nên ta chọn khoảng cách hai tim dàn chủ là 9m

- Chiều cao dàn chủ: Chiều cao dàn chủ chọn sơ bộ theo kinh nghiệm với biên song

10

1 7

1 10

1 7

1

và h > H + hdng + hmc + hcc+ Chiều cao tĩnh không trong cầu : H = 7m

+ Chiều cao dầm ngang: h dng B ( 1 7 0 96 )m

12

1 7

1

chọn hdng = 1.2 m + Chiều dày bản mặt cầu chọn: hmc = 0.2m

+ Chiều cao cổng cầu: hcc = (0.15 0.3)B= 1.2 - 2.4m Chọn hcc = 1.6m

Chiều cao cầu tối thiểu là: h > 7 + 1.2 + 0.2 + 1.6 = 10m

Với nhịp 63 m ta chia thành 10 khoang giàn, chiều dài mỗi khoang d = 6.3m

Chọn chiều cao dàn sao cho góc nghiêng của thanh dàn so với ph-ơng ngang

0 0

60

58 hợp lý

Cấu tạo hệ dầm mặt cầu:

Chọn 5 dầm dọc đặt cách nhau 2.58m Chiều cao dầm dọc sơ bộ chọn theo kinh nghiệm:

m d

h dd 0 65 0 44

15

1 10

- Cấu tạo hệ liên kết gồm có liên kết dọc trên, dọc d-ới, hệ liên kết ngang

Hình 1: Cấu tạo hệ dầm mặt cầu

Cấu tạo mặt cầu:

- Độ dốc ngang cầu là 2% về hai phía

- Lớp phủ mặt cầu gồm 5 lớp: Lớp bê tông atfan: 5cm; Lớp bảo vệ : 4cm; Lớp phòng n-ớc : 1cm; Đệm xi măng : 1cm; Lớp tạo độ dốc ngang : 1.0 – 12 cm

Cấu tạo trụ:

- Thân trụ gồm 2 cột trụ tròn đ-ờng kính 180cm cách nhau theo ph-ơng ngang cầu là 10.3m

- Bệ móng cao 2m, rộng 12.3m theo ph-ơng ngang cầu, 5 m theo ph-ơng dọc cầu và

đặt d-ới lớp đất phủ (dự đoán là đ-ờng xói chung)

- Dùng cọc khoan nhồi D100cm, chiều dài cọc là 20m

Cấu tạo mố:

- Dạng mố có t-ờng cánh ng-ợc bê tông cốt thép

- Bệ móng mố dày 2.5m, rộng 5 m, dài 12.0m đ-ợc đặt d-ới lớp đất phủ

- Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp cuội sỏi, chiều dài cọc là 30m

ch-ơng III:Tính toán sơ bộ khối l-ợng các ph-ơng án

II Tính toán sơ bộ khối l-ợng ph-ơng án kết cấu nhịp:

-Cầu đ-ợc xây dựng với 5 nhịp 37(m) với 5 dầm I thi công theo ph-ơng pháp bán lắp ghép

1 Tính tải trọng tác dụng:

a) Tĩnh tải giai đoạn 1(DC):

*Ta có diện tích tiết diện dầm chủ đ-ợc xác định nh- sau(nhịp 36m):

Ad =1,8x0,20 +1/2x0,15x0,18x2 +1,35x0,20 + 0,36x0,6+ 1/2x0,2x0,2x2 = 0,895 (m2) trọng l-ợng 1 dầm P A d.L. c 0 895x36x25 738 375 (kN)

+Trọng l-ợng bản thân dầm coi là tải trọng rải đều trên toàn bộ chiều dài nhịp:

+Trọng l-ợng bản thân dầm coi là tải trọng rải đều trên toàn bộ chiều dài nhịp:

DW TC LP 14.575

2

11565.2

-Träng l-îng lan can:

CÊu t¹o cña mè nh- h×nh vÏ

75.0

255.0 50.0

-KÝch th-íc trô cÇu:

Trô cÇu gåm cã 4 trô ®-îc thiÐt kÕ s¬ bé cã chiÒu cao 800m

KÝch th-íc s¬ bé cña trô cÇu nh- h×nh vÏ :

2.1.Khèi l-îng bª t«ng c«t thÐp kÕt cÊu phÇn d-íi :

Khối l-ợng trụ: Gtrụ= 1.25 x 286.89 x 2.5 = 896.53 T

Thể tích BTCT trong công tác trụ cầu: V = 896.53 m3

- Cốt thép chịu lực AII có Ra=2400kg/cm2

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Sức chịu tải của cọc D=1000mm

Theo điều A5.7.4.4-TCTK sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc tính theo công thức sau

PV = Pn

Với Pn = C-ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn tính theo công thức :

Trong đó :

= Hệ số sức kháng, =0.75

m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc

fc’ =30MPa: Cường độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông

fy =420MPa: Giới hạn chảy dẻo quy định của thép

Ac: Diện tích tiết diện nguyên của cọc

d.Sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Số liệu địa chất:

Qp :Sức kháng đỡ mũi cọc

qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc (Mpa)

Ap : Diện tích mũi cọc (mm2) Xác định sức kháng mũi cọc :

qp=3qu Ksp d (10.7.3.5) Trong đó :

Ksp : khả năng chịu tải không thứ nguyên

d : hệ số chiều sâu không thứ nguyên

d d

d

sp

s t D

s K

300110

)3(

(10.7.3.5-2)

4 , 3 D

H 4 , 0 1 d

S S

qu : C-ờng độ chịu nén dọc trục trung bình của lõi đá (Mpa), qu = 35 Mpa

Ksp : Hệ số khả năng chịu tải không thứ nguyên

Sd : Khoảng cách các đ-ờng nứt (mm).Lấy Sd = 400mm

td : Chiều rộng các đ-ờng nứt (mm) Lấy td=5mm

D : Chiều rộng cọc (mm); D=1000mm

Hs : Chiều sâu chôn cọc trong hố đá(mm) HS = 2000mm

Ds : Đ-ờng kính hố đá (mm) DS = 1200mm

Tính đ-ợc : d =1.52

KSP = 0.145 Vậy qp = 3 x30 x0,145x1,52=19.36Mp = 1936T/m2

Sức chịu tải tính toán của cọc (tính theo công thức 10.7.3.2-1) là :

As : Diện tích mặt cắt ngang của mũi cọc

3.Tính toán số l-ợng cọc móng mố và trụ cầu:

glp =0.35 x 11 =3.85T/m

A.Xác định tải trọng tác dụng lên mố:

- Đ-ờng ảnh h-ởng tải trọng tác dụng lên mố :

Hình 2-1 Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên mố

DC = Pmố+(gdầm+gbmc+glan can+ggờ chăn)x

+Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế

+Xe tải 2 trụcthiết kế và tải trọng làn thiết kế

+(2 xe tải 3 trục+tải trọng làn+ tải trọng ng-ời)x0.9

Tính phản lực lên mố do hoạt tải:

+Chiều dài nhịp tinh toán: 36.4 m

Đ-ờng ảnh h-ởng phản lực và sơ đồ sếp tải thể hiện nh- sau:

Hình 2-2 Sơ đồ xếp tải lên đ-ờng ảnh h-ởng áp lực mố

Từ sơ đồ xếp tải ta có phản lực gối do hoạt tải tác dụng nh- sau

- Với tổ hợp HL-93K(xe tải thiết kế+tải trọng làn):

LL=n.m.(1+IM/100)(Piyi)+n.m.Wlàn

Trong đó

n : số làn xe

m : hệ số làn xe

IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1

Pi : tải trọng trục xe, yi: tung độ đ-ờng ảnh h-ởng

( D=1.25) ( W=1.5) ( LL=1.75) C-ờng độ I

B.Xác định tải trọng tác dụng trụ:

- Đ-ờng ảnh h-ởng tải trọng tác dụng lên móng:

IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1

Pi: tải trọng trục xe, yi: tung độ đ-ờng ảnh h-ởng

:diÖn tÝch ®-ëng ¶nh h-ëng

Wlµn: t¶i träng lµn

Wlµn=0.93T/m +Tæ hîp 1: 1 xe t¶i 3 trôc+ tt lµn:

DC ( D=1.25)

DW ( W=1.5)

LL ( LL=1.75)

- Kiểm tra chất l-ợng cọc

- Di chuyển máy thực hiện các cọc tiếp theo

- Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép t-ờng thân ,t-ờng cánh mố

- Tháo dỡ ván khuôn đà giáo

- Hoàn thiện mố sau khi thi công xong kết cấu nhịp

4.2.Thi công trụ cầu:

B-ớc 1:

- Dùng phao trở nổi đến vị trí thi công trụ bằng các máy chuyên dụng

- Phao trở nổi phải có đối trọng để đảm bảo an toàn thi công Không bị lệch phao khi đóng cọc

- Sau khi bê tông trụ đạt c-ờng độ tiến hành thi công kết cấu nhịp

- Tập kết dầm ở hai đầu cầu

Lập tổng mức đầu t- Bảng thông kê vật liệu ph-ơng án cầu dầm giản đơn

II PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 2 CẦU DẦM BTCTƯST 3 NHỊP LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

1 Sơ đồ cầu và kết cấu phần trên:

- Cầu BTCT ứng suất trước gồm 5 nhịp liên tục được bố trí theo sơ đồ:

Lc= 52 + 80 + 52 (m)

- Khổ cầu B = 9 + 2x0,5 =10 m

- Cầu được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng từ 2 trụ

- Mặt cắt ngang dầm tiết diện hình vách xiên, bề rộng bản đáy thay đổi tăng dần từ gối ra nhịp

+ Hnhịp = L nhip

50

1 30

với L là chiều dài cánh hẫng cong đảm bảo yêu cầu chịu lực và thẩm mỹ Phần mặt cầu cong đều theo đường tròn bán kính R = 4500m

- Gối cầu: Dùng gối cao su chậu thép Khe co giãn: Toàn cầu có 2 khe co giãn trên 2

mố Khe co giãn cao su

- Mặt xe chạy: Bê tông atfal (5 cm) + tầng phòng nước (1 cm) Mặt cắt ngang cầu tạo dốc ngang 2% đảm bảo thoát nước mặt ra 2 phía lan can qua các ống thoát nước

- Lan can trên cầu dùng lan can bằng thép ống tròn

300 Mố trụ, lan can, bản quá độ

150 Bê tông tạo phẳng và bịt đáy móng

- Cốt thép thường

- Thép dự ứng lực

II SƠ CHỌN KÍCH THƯỚC CẦU

1 Kết cấu phần trên

Các kích thước chung của mặt cắt dầm

* Mặt cắt ngang đầm liên tục được chọn sơ bộ theo kinh nghiệm sao cho đủ khả năng chịu lực cho hoạt tải, tải trọng bản thân

- Mặt cắt ngang dầm liên tục có dạng hình hộp, thành hộp xiên

- Chiều cao của dầm thay đổi, mặt cắt trụ cao 5.7m, tại đốt hợp long cao 2.7m

- Chiều dày bản đáy cũng thay đổi, từ 90cm ở đỉnh trụ và 30cm tại vị trí giữa nhịp

- Chiều dày bản nắp thay đổi:

- Chiều dày sườn hộp coi như không thay đổi là 50cm Tại ngoài cánh hẵng và giữa nhịp bằng 25cm, tại đầu cánh hẫng bằng 60cm

- Lớp phủ mặt cầu gồm 5 lớp: Lớp bê tông atfan: 5cm; Lớp bảo vệ : 4cm; Lớp phòng nước : 1cm; Đệm xi măng : 1cm; Lớp tạo độ dốc ngang : 1.0 - 12 cm

Hình 1 : mặt cắt ngang dầm cầu phần đúc hẫng

2 Kết cấu phần dưới

2.1 Chọn các kích thước sơ bộ mố cầu

Mố cầu được chọn sơ bộ là mố cọc ( mố nhẹ ) với kích thước sơ bộ như hình vẽ

2.2 Chọn kích thước sơ bộ trụ cầu

- Dùng cọc khoan nhồi D120cm, mũi cọc đặt vào lớp cát pha sét, chiều dài cọc là

40m

Hình 3: Cấu tạo tru cầu đúc hẫng

III TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN :

II.1.1 Sơ bộ khối lượng công tác:

III.1.1 Tĩnh tải g 1 và g 2

Tĩnh tải g 1 và g 2

Tính toán mô men do tĩnh tải 2

Tĩnh tải 2 gồm: trọng lượng lớp phủ mặt cầu, lan can:

Ta chọn sơ bộ BTCT= C= 2.4 T/m3 = 24 KN/m3

Trọng lượng cột lan can, tay vịn:

Ta có trọng lượng lan can:

hệ số tải trọng được lấy như sau:

Lớn nhất Nhỏ nhất Tải trọng thường xuyên

Hoạt tải: Hệ số làn m = 1, hệ số xung kích (1+IM) = 1.25 1.75 1.00

III.1.2.2 Tính trọng lượng phần nhịp liên tục

III.1.2.2.1 Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm

- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol, đỉnh đường parabol tại mặt cắt giữa nhịp

- Cung Parabol cắt trục hoành tại sát gối cầu bên trái và trục hoành

m Thay số ta có:

Y1 = 2.7

49

)7.27.5

2 x = 0.00125x2 + 2.7

III.1.2.2.2 Phân đốt dầm thi công

- Chọn chiều dài đốt K0 đúc trên đỉnh trụ có chiều dài là 14 m

- Chia đoạn thi công thành 12 đốt có chiều dài mỗi đốt như sau:

Chiều dài các đốt K1, K2,K3 ,K4 có chiều dài là 3 m

Chiều dài các đốt K5, K6, K7, K8 có chiều dài la 3.5 m

Chiều dài đốt K9 có chiều dài la 4 m

- Chiều dài đốt hợp long nhịp giữa và nhịp biên là 2 m

- Chiều dài đốt thi công trên giàn giáo là 18 m

Hình 5: Sơ đồ chia đốt dầm đúc hẫng

III.1.2.2.3 Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm

Bề dày tại bản đáy hộp tại vị trí bất kỳ cách giữa nhịp một khoảng Lx được tính theo công thức sau:

xLx = 0.3 + 0.01224Lx Việc tính toán khối lượng kết cấu nhịp sẽ được thực hiện bằng cách chia dầm thành những đốt nhỏ (trùng với đốt thi công để tiện cho việc tính toán), tính diện tích tại vị trí đầu các nút, từ đó tính thể tích của các đốt một cách tương đối bằng cách nhân diện tích trung bình của mỗi đốt với chiều dài của nó

III.1.2.2.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ

- Mặt dầm chủ được thiết kế với độ dốc dọc 2% , với bán kính cong R = 4500 m

III.1.2.2.5 Xác định các kích thước cơ bản của mặt cắt dầm

- Trên cơ sở các phương trình đường cong đáy dầm và đường cong thay đổi chiều dày bản đáy lập được ở trên ta xác định được các kích thước cơ bản của từng mặt cắt dầm

Hình 6: Sơ đồ chia đốt đúc và đà giáo

Bảng tính toán xác định thể tích các khối đúc hẫng

TD Lđốt

(cm) Hdầm Hbản Bb

F (cm2)

S (cm3)

Y0 (Y1-Y2)

Jx (cm4)

Jy ( cm4)

Bảng tính toán các kích thước cơ bản của mặt cắt dầm chủ

68100368

244309.324

Trong đó: n : số làn xe n = 2

m : hệ số làn xe m =1

IM: lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100) = 1

Vậy toàn bộ hoạt tải và tỉnh tải tính toán tác dụng lên bệ mố là:

DC ( D=1.25)

DW ( W=1.5)

LL ( LL=1.75)

35165.56 5

1

P 5

DW = glp x = 28.8 x 1/2 x 1 x 200 = 2880 (KN)

- Hoạt tải: xét 3 tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố nhƣ sau:

+ Xe tải 3 trục và tải trọng làn (A1)

+ Xe tải 2 trục và tải trọng làn (A2)

+ 90% tải trọng 2 Xe tải 3 trục đặt cách nhau 15 m và tải trọng làn (A3)

• Xét tổ hợp tải trọng A1

- Với tổ hợp A1 (xe tải thiết kế+tải trọng làn):

LL= n m IM (p i y i) n m W lan

1001

Vậy toàn bộ hoạt tải và tỉnh tải tính toán tác dụng lên bệ trụ là:

DC ( D=1.25)

DW ( W=1.5)

LL ( LL=1.75)

Cường độ I

P(T) 64882.36 2880 2701.215 87955.96 Công thức tính toán:

68 8 15196.55

96 87955 5

1

P 5

c Dự kiến phương án thi công:

c.1 Thi công mố cầu

Bước 1 : San ủi mặt bằng, định vị tim mố

Bước 2 : Thi công cọc khoan nhồi :

- Xác định vị trí tim các cọc tại móng mố

- Dựng giá khoan Leffer hạ ống vách thi công cọc khoan nhồi

- Lắp đặt hệ thống cung cấp dung dịch Bentonite, hệ thống bơm thải vữa mùn khi khoan cọc

- Dùng máy khoan tiến hành khoan cọc

- Hạ lồng côt thép, đổ bê tông cọc

Bước 3 : Đào đất hố móng:

- Dùng máy xúc kết hợp với thủ công đào đất hố móng đến cao độ thiết kế

- Đặt máy bơm hút nước hố móng đồng thời đặt khung chống cọc ván thép

- Xử lý đầu cọc khoan nhồi

Bước 4: Thi công bệ mố, thân mố, tường cánh:

- Vệ sinh, đầm chặt đáy hố móng, đổ bê tông lót dày 10cm

- Lắp đặt cốt thép, dựng ván khuôn, bổ bê tông bệ móng, dùng máy để bơm bê tông

- Lắp đặt cốt thép, dựng ván khuôn, bổ bê tông xà mũ, tường đỉnh, tường cánh

Bước 5 : Hoàn thiện mố:

- Đắp đất sau mố, lắp đặt bản dẫn, xây chân khay, tứ nón

- Hoàn thiện mố cầu

c.2 Thi công trụ

Bước 1 : Xác định chính xác vị trí tim cọc ,tim đài:

- Xây dựng hệ thống cọc định vị, xác định chính xác vi trí tim cọc, tim trụ tháp

- Dựng giá khoan Leffer hạ ống vách thi công cọc khoan nhồi

Bước 2 : Thi công cọc khoan nhồi:

- Lắp đặt hệ thống cung cấp dung dịch Bentonite, hệ thống bơm thải vữa mùn khi khoan cọc

- Dùng máy khoan tiến hành khoan cọc

- Hạ lồng côt thép, đổ bê tông cọc

Bước 3 : Thi công vòng vây cọc ván:

- Đổ bê tông bịt đáy, hút nước hố móng

- Xử lý đầu cọc khoan nhồi

- Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông bệ móng

Bước 5: Thi công thân trụ:

- Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông thân trụ

Bước 6: Hoàn thiện trụ:

- Hoàn thiện tháo dỡ giàn giáo ván khuôn

- Giải phóng lòng sông

c.3 Thi công kết cấu nhịp

Bước 1: Thi công khối K0 trên các trụ T1 đến T4

1 Tập kết vật tư, thiết bị cho thi công dầm hộp liên tục

2 Thi công các khối đỉnh trụ K0

- Lắp dựng đà giáo mở rộng trụ

- Dự ứng lực các bó cáp trên các khối K0

- Lắp đặt ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông khối K0

- Cố định các khối K0 và thân trụ thông qua các thanh dự ứng lực

- Khi bê tông đạt cường độ, tháo dỡ đà giáo mở rộng trụ

Bước 2 : Đúc hẫng cân bằng:

1 Thi công các đốt tiếp theo đối xứng qua trụ

- Lắp dựng 2 xe đúc đối xứng qua trụ, lắp dựng ván khuôn, cốt thép, ống ghen

- Đổ bê tông các đốt đúc trên nguyên tắc đối xứng cân bằng qua các trụ

- Khi bê tông đủ cường độ theo quy định, tiên hành căng kéo cốt thép

2 Thi công đốt đúc trên đà giáo

- Lắp dựng trụ tạm, đà giáo, ván khuôn

- Lắp đặt ván khuôn, cốt thép, ống ghen

- Đổ bê tông, căng kéo cốt thép khi bê tông đạt cường độ theo quy định

- Bơm vữa ống ghen

Bước 3 : Hợp long nhịp biên:

- Di chuyển xe đúc vào vị trí đốt hợp long, định vị xe đúc

- Cân chỉnh các đầu dầm trên mặt bằng và trên trắc dọc

- Dựng các thanh chống tạm, căng các thanh DƯL tạm thời

- Khi bê tông đủ cường độ, tiến hành căng kéo cốt thép

- Bơm vữa ống ghen